1.4势能及其改变 学案

1.4势能的改变
【学习目标】
1．能够准确写出重力势能的表达式，并知道重力做功与重力势能的变化关系
2．会区分重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性
3．能够说出弹性势能与弹力做功的关系
重点：重力做功与重力势能变化的关系
难点：重力势能的相对性，重力势能变化的绝对性
【导入学习】
安赫尔瀑布，亦称丘伦梅鲁瀑布。 位于委内瑞拉玻利瓦尔州的圭亚那高原，卡罗尼河支流丘伦河上。落差979米，为世界上落差第一大的瀑布。瀑布分为两级，先泻下807米，落在一个岩架上，然后再跌落172米，落在山脚下一个宽152米的大水池内。瀑布从悬崖上飞泻直下，宛如一条英姿勃勃的银龙从天而降,发出隆隆的雷鸣声，飞流落下，溅得满山谷珠飞玉散，如果在阳光的照射下，便有一条美丽的彩虹悬挂在柔媚的水雾上，像是有谁撒出彩练，在引逗这奇腾咆哮的蛟龙似的，再加上瀑布两旁藤缠葛绕的参天古木和嶙峋山石，使其更显得磅礴壮观。为什么落差越大的瀑布速度越大呢？
【自主学习】
学习活动一、重力势能
阅读教材18-19页内容结合生活体验，回答以下问题：
☆问题1：什么是重力势能？
☆问题2：重力势能的表达式是什么？单位是什么？是标量还是矢量？
☆问题3：什么是零势能面？
☆问题4：重力势能的正负取决于什么？重力势能的正负表示什么？
☆例 1：质量为16kg的重锤，放在距地面高度为2m的地方，它相对地面的重力势能多大？
☆例2：相对于同一零势能面而言，以下四个重力势能值中最小的是（ ）
A．100 J B．0J
C．-60J D．-150J
(
A
B
h
1
h
2
)学习活动二、重力势能的变化
阅读教材19-20页内容，然后对以下情景进行思考与分析，并回答问题：
一小球在重力与空气阻力作用下从A点下落到B点，设小球质量为m，A点和B点相对地面高度为h1和h2，
情景分析1：以地面为零势能面，则A点的重力势能EPA为多少？
B点的重力势能EPB为多少？
由A点到B点重力势能变化了多少？
由A点到B点重力做功多少？
(
A
B
h
1
h
2
)情景分析2：以B点为零势能面，则A点的重力势能EPA为多少？
B点的重力势能EPB为多少？
由A点到B点重力势能变化了多少？
由A点到B点重力做功多少？
根据以上情景分析回答以下问题：
☆ 问题1：分别以地面和B点为零势能面，重力势能变化了吗？
☆ 问题2：重力势能的变化与零势能面选取有什么关系？
☆ 问题3：重力势能的变化与重力做功有什么关系？重力做正功或负功，重力势能如何变化？
☆例3：关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（ ）
A．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少
B．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做正功，重力势能增加
C．做平抛运动的物体，重力势能在不断减少
D．只要物体高度降低了，其重力势能一定减少
☆ 例4：质量是100g的球从1.8m的高处落到水平板上，又弹回到1.25m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？
学习活动三、弹性势能及其改变
阅读鲁科版教材21-22页内容结合生活体验，回答以下问题：
☆ 问题1：什么是弹性势能？
☆ 问题2：弹性势能的大小与什么因素有关？
☆ 问题3：弹性势能与弹力做功有什么关系？
(
F
)☆ 例5：如图所示，在光滑水平面上有一个物体，它的左侧连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能逐渐减小 B．弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大后减小 D．弹簧的弹性势能先减小后增大
【知识建构】
【课堂练习】
1．关于重力势能的说法正确的是（ ）
A．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的
B．重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功
C．物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变
D．只要重力做功，重力势能一定变化
2．关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是（ ）
A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
B．在同一高度，将物体以初速度v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相
等，物体所减少的重力势能一定相等
C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重
力势能之和
3． 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为4g/5，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体重力做的功为mgh
B．物体的动能增加了mgh
C．物体重力势能减少了mgh
D．物体克服阻力所做的功为mgh/5
4、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力。假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（　　）
A．mgh B．mgH C．mg(h+H) D．－mgh
5、某物体运动过程中受到两个力作用，其中重力做功为-30J，另一个力做功为40J，则此过程物体
重力势能 （增加、减少） J，物体动能 （增加、减少） J。
6.当重力对物体做正功时，物体的（ ）
A. 重力势能一定增加，动能一定减小　　　　
B. 重力势能一定减小，动能一定增加
C. 重力势能不一定减小，动能一定增加　　　
D. 重力势能一定减小，动能不一定增加
7.质量为m的物体，从静止开始，以g/2的加速度竖直下降h，下列说法正确的是（ ）
A．重力做功
B．物体的动能增加
C．物体的重力势能减少
D．物体克服阻力做功
8．如图所示，一条铁链长为2m，质量为10kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链知道铁链一半时，物体克服重力做功为多少？
当铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功为多少？
参考答案：例1 320J 例2D 例3 CD 例4 0.55J 减少0.55J 例5 D
课堂练习：1.D 2.AB 3.ACD 4.D 5. 增加 30J 增加 10J
6.D 7.BD 8> 25J 100J
2021-2022学年高一物理学案 （鲁科版2019必修二） 班级： 姓名： 学号
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